1、.递 推 数 列 题 型 高 考 归 纳 解 析各种数列问题在很多情形下,就是对数列通项公式的求解。在一些综合性比较强的数列问题中,数列通项公式的求解问题往往是数列问题的难题。本文总结出几种求解数列通项公式的方法,希望能对大家有帮助。类型 1 解法:把原递推公式转化为 ,利用累加法(逐差相加法)求解。例:已知数列 满足 , ,求 。解:由条件知:分别令 ,代入上式得 个等式累加之,即所以, 变式:(2004,全国 I,个理 22本小题满分 14 分)已知数列 ,且 a2k=a2k1 +(1) k, a2k+1=a2k+3k, 其中 k=1,2,3,.(I)求 a3, a5;(II)求 an的通
2、项公式.解: ,. ,即 , 将以上 k 个式子相加,得将 代入,得,。经检验 也适合,类型 2 解法:把原递推公式转化为 ,利用累乘法(逐商相乘法)求解。例 1:已知数列 满足 , ,求 。解:由条件知 ,分别令 ,代入上式得 个等式累乘之,即.又 ,例 2:已知 , ,求 。解:。例 3:(2004,全国 I,理 15)已知数列 an,满足 a1=1, (n2),则 an的通项 解:由已知,得 ,用此式减去已知式,得当 时, ,即 ,又 ,将以上 n 个式子相乘,得类型 3 (其中 p,q 均为常数, )。解法(待定系数法):把原递推公式转化为: ,其中 ,再利用换元法转化为等比数列求解。
3、例 1:已知数列 中, , ,求 .解:设递推公式 可以转化为 即 .故递推公式为 ,令 ,则 ,且 .所以 是以 为首项,2 为公比的等比数列,则 ,所以 .例 2:(2006,重庆,文,14)在数列 中,若 ,则该数列的通项 _(key: )例 3:(2006.福建.理 22.)已知数列 满足(I)求数列 的通项公式;(II)若数列 bn滿足 证明:数列 bn是等差数列;()证明:(I)解:是以 为首项,2 为公比的等比数列 即 (II)证法一:.,得即,得 即 是等差数列 证法二:同证法一,得 ,令 得设 下面用数学归纳法证明 (1)当 时,等式成立 (2)假设当 时, 那么这就是说,当
4、 时,等式也成立 .根据(1)和(2),可知 对任何 都成立 是等差数列 (III)证明:变式:递推式: 。解法:只需构造数列 ,消去 带来的差异类型 4 (其中 p,q 均为常数, )。(或 ,其中 p,q, r 均为常数)。解法:一般地,要先在原递推公式两边同除以 ,得: 引入辅助数列 (其中),得: 再待定系数法解决。例 1:已知数列 中, , ,求 。解:在 两边乘以 得:.令 ,则 ,解之得:所以例 2:(2006,全国 I,理 22)设数列 的前 项的和 ,()求首项 与通项 ;()设 , ,证明:解:(I)当 时, ;当 时, ,即 ,利用 (其中 p,q 均为常数, )。(或
5、,其中 p,q, r 均为常数)的方法,解之得:()将 代入得S n= (4n2 n) 2n+1 + = (2n+11)(2 n+12)= (2n+11)(2 n1)T n= = = ( )所以, = )= ( )0 , an an1 =5 (n2) 当 a1=3 时, a3=13, a15=73 a1, a3, a15不成等比数列 a13;当 a1=2 时, a3=12, a15=72,有 a32=a1a15 , a1=2, an=5n3 例 3: (2005,江西,文,22)已知数列 an的前 n 项和 Sn满足 SnS n2 =3 求数列 an的通项公式.解: , ,两边同乘以 ,可得令
6、 .又 , , , 。类型 7解法:这种类型一般利用待定系数法构造等比数列,即令 ,与已知递推式比较,解出 ,从而转化为 是公比为 的等比数列。例 1:设数列 : ,求 .解:设 ,将 代入递推式,得.()则 ,又 ,故 代入()得说明:(1)若 为 的二次式,则可设 ;(2)本题也可由 , ( )两式相减得 转化为 求之.例 2:(2006,山东,文,22, )已知数列 中, 在直线 y=x 上,其中 n=1,2,3 ()令()求数列()设 的前 n 项和,是否存在实数 ,使得数列 为等差数列?若存在,试求出 ,若不存在,则说明理由。解:()由已知得 又.是以 为首项,以 为公比的等比数列
7、(II)由(I)知,将以上各式相加得:(III)解法一:存在 ,使数列 是等差数列, .数列 是等差数列的充要条件是 、 是常数即又 当且仅当 ,即 时,数列 为等差数列 解法二:存在 ,使数列 是等差数列 由( = 1 * ROMAN I)、( = 2 * ROMAN II)知,又当且仅当 时,数列 是等差数列。 .类型 8解法:这种类型一般是等式两边取对数后转化为 ,再利用待定系数法求解。例 1:已知数列 中, ,求数列解:由 两边取对数得 ,令 ,则 ,再利用待定系数法解得: 。例 2:(2005,江西,理,21)已知数列(1)证明(2)求数列 的通项公式 an.解:用数学归纳法并结合函
8、数 的单调性证明:(1)方法一用数学归纳法证明:1当 n=1 时, ,命题正确.2假设 n=k 时有.则而又 时命题正确.由 1、2知,对一切 nN 时有方法二:用数学归纳法证明:1当 n=1 时, ;2假设 n=k 时有 成立,令 , 在0,2 上单调递增,所以由假设有:即也即当 n=k+1 时 成立,所以对一切(2)解法一:所以 ,.又 bn=1,所以解法二:由(I)知, ,两边取以 2 为底的对数,令 ,则 或例 3:(2006,山东,理,22)已知 a1=2,点( an,an+1)在函数 f(x)=x2+2x 的图象上,其中=1,2,3,()证明数列lg(1+ an)是等比数列;()设
9、 Tn=(1+a1) (1+a2) (1+an),求 Tn及数列 an的通项;()记 bn= ,求 bn数列的前项和 Sn,并证明 Sn+ =1 解:()由已知 ,.,两边取对数得 ,即 是公比为 2 的等比数列 ()由()知(*)=由(*)式得() , , 又 ,由得,又 , .类型 9 解法:这种类型一般是等式两边取倒数后换元转化为 。例 1:已知数列a n满足: ,求数列a n的通项公式。解:取倒数:是等差数列,例 2:(2006,江西,理,22,)(此题较难,涉及到数列,不等式的放缩法,数学归纳法等知识,综合性较强,要认真研究,体会)已知数列a n满足:a 1 ,且 an(1)求数列a
10、 n的通项公式;(2)证明:对于一切正整数 n,不等式 a1a2an 2显然,左端每个因式都是正数,先证明,对每个 nN *,有.31( )3用数学归纳法证明 3式:(i)n1 时,3式显然成立,(ii)设 nk 时,3式成立,即 31( )则当 nk1 时,31( )( )1( ) ( )1( )即当 nk1 时,3式也成立 故对一切 n?N*,3式都成立 利用 3得,31( )11 故 2式成立,从而结论成立 类型 10 (下面介绍的方法供学习程度较高,且有余力的同学参考用).解法:如果数列 满足下列条件:已知 的值且对于 ,都有(其中 p、 q、 r、 h 均为常数,且 ),那么,可作特
11、征方程 ,当特征方程有且仅有一根 时,则 是等差数列;当特征方程有两个相异的根 、 时,则 是等比数列。例 1:已知数列 满足性质:对于 且 求 的通项公式. 解: 数列 的特征方程为 变形得 其根为故特征方程有两个相异的根,使用定理 2 的第(2)部分,则有即例 2:已知数列 满足:对于 都有.(1)若 求 (2)若 求 (3)若 求(4)当 取哪些值时,无穷数列 不存在?解:作特征方程 变形得特征方程有两个相同的特征根 依定理 2 的第(1)部分解答.(1) 对于 都有(2) 令 ,得 .故数列 从第 5 项开始都不存在,当 4, 时, .(3) 令 则 对于(4)、显然当 时,数列从第
12、2 项开始便不存在.由本题的第(1)小题的解答过程知, 时,.数列 是存在的,当 时,则有令 则得 且 2.当 (其中 且 N2)时,数列 从第 项开始便不存在.于是知:当 在集合 或 且 2上取值时,无穷数列 都不存在.例 3:(2005,重庆,文,22, )数列 记()求 b1、 b2、 b3、 b4的值;()求数列 的通项公式及数列 的前 n 项和解法一:由已知,得 ,其特征方程为 解之得, 或 , , 解法二:(I).(II)因 ,故猜想 因 ,(否则将 代入递推公式会导致矛盾)故 的等比数列., .解法三:()由整理得()由所以解法四:()同解法一().从而类型 11 或解法:这种类
13、型一般可转化为 与 是等差或等比数列求解。例:(I)在数列 中, ,求 (II)在数列 中, ,求类型 12 归纳猜想法解法:数学归纳法例 1:(2006,全国 II,理,22,本小题满分 12 分).设数列 an的前 n 项和为 Sn,且方程 x2 anx an0 有一根为 Sn1, n1,2,3,()求 a1, a2;() an的通项公式 提示:1. 为方程的根,代入方程可得将 n=1 和 n=2 代入上式可得 2.求出 等,可猜想 并用数学归纳法进行证明,本题主要考察一般数列的通项公式与求和公式间的关系3.方程的根的意义(根代入方程成立)4.数学归纳法证明数列的通项公式(也可以把 分开为,可得解:()当 n1 时, x2 a1x a10 有一根为 S11 a11,于是( a11) 2 a1(a11) a10,解得 a1 . 当 n2 时, x2 a2x a20 有一根为 S21 a2 ,于是( a2 )2 a2(a2 ) a20,解得 a2 ()由题设( Sn1) 2 an(Sn1) an0,即 Sn22 Sn1 anSn0 当 n2 时, an Sn Sn1 ,代入上式得Sn1 Sn2 Sn10 由()知 S1 a1 , S2 a1 a2